专利名称：一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及氙灯耐气候试验设备，具体地，涉及一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统。
背景技术：
目前，氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、红外发射端与红外接收端(如图1所示)，其中，黑板温度计用于检测试验空间的黑板温度，检测结果通过红外发射端与红外接收端传输到控制单元；控制单元进行自动运算后， 根据计算结果调节辐照单元的输出量，从而形成闭环控制。上述氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的结构示意图如图2所示，包括黑板温度计1、红外发射端3与红外接收端2，黑板温度计1通过数据连接线与红外发射端3 连接，红外接收端2与红外发射端3配合设置。上述技术虽然可以闭环控制辐照单元的输出量，但还具有以下特点(1)需采用碳刷，且需定期更换；( 受视距影响，传输距离较短，且有效角度小；C3)要求通信设备的位置固定，占用空间较大；(4)点对点的传输连接，无法灵活地组建网络，一套氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统只能同时检测一个温度点。综上所述，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷(1)结构复杂需采用碳刷，且需定期更换；要求通信设备的位置固定，且有效角度小；(2)成本高需定期更换碳刷，硬件成本较高；一套氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统只能同时检测一个温度点，利用率低；(3)灵活性差点对点的传输连接，无法灵活地组建网络；(4)检测范围小受视距影响，传输距离较短，且有效角度小。
发明内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，以实现结构简单、成本低、灵活性好与检测范围大的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、发射端与接收端，其中，所述控制单元、辐照单元、黑板温度计、发射端与接收端依次连接，所述控制单元与接收端连接。进一步地，所述发射端为ZigBee发射端，接收端为ZigBee接收端。进一步地，所述ZigBee发射端包括型号为CCM30的温度集成芯片、直流电源、分压电阻R1、瞬态电压抑制二级管TVS、以及型号为DSI8B20的温度传感器，其中所述型号为 CC2430的温度集成芯片的P0. 4，与分压电阻Rl的第二连接端、瞬态电压抑制二级管TVS的阴极、以及型号为DSI8B20的温度传感器的第二连接端连接；所述分压电阻Rl的第一连接端接直流电源，并与型号为DSI8B20的温度传感器的第一连接端连接；所述瞬态电压抑制二级管TVS的阳极接地，型号为DSI8B20的温度传感器的第三连接端接地。进一步地，所述ZigBee接收端包括型号为CCM30的温度集成芯片、型号为 TLC1453的隔离模块、第一限流电阻R2、第二限流电阻R3、第三限流电阻R4、第四限流电阻 R5、第五限流电阻R6、第一滑动变阻器RS1、第二滑动变阻器RS2、运算放大器Al与三极管 Tl，其中所述型号为CCM30的温度集成芯片的电源端接3. 3V电源，接地端接地，P0. 7端与型号为TLC1453的隔离模块的SSK端连接，P0. 6端与型号为TLC1453的隔离模块的DIN 端连接，P0. 5端与型号为TLC1453的隔离模块的CS端连接；所述型号为TLC1453的隔离模块的电源端接3. 3V电源，接地端接地，Vrff端依次与第一限流电阻R2、第一滑动变阻器 RSl及第三限流电阻R4连接，第三限流电阻R4远离第一滑动变阻器RSl的一端为输出端 lout，第一滑动变阻器RSl与第三限流电阻R4的公共端与运算放大器Al的同相输入端连接；Dout端经第二限流电阻R3与第二滑动变阻器RS2，接运算放大器Al的同相输入端；所述运算放大器Al的反相输入端接地，电源端接3. 3V电源，接地端接地，输出端经第四限流电阻R5、与三极管Tl的基极连接；所述三极管Tl的集电极接3. 3V电源，发射极接地、并经第五限流电阻R6接输出端lout。本实用新型各实施例的氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，由于包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、发射端与接收端，其中，控制单元、辐照单元、黑板温度计、发射端与接收端依次连接，控制单元与接收端连接；发射端与接收端采用ZigBee技术，有利于提高传输距离，使用方便，且支持多点检测；从而可以克服现有技术中结构复杂、成本高、 灵活性差与检测范围小的缺陷，以实现结构简单、成本低、灵活性好与检测范围大的优点。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1为现有技术中氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的工作原理框图；图2为现有技术中氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的结构示意图；图3为根据本实用新型氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的工作原理框图；图如为根据本实用新型氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统中ZigBee发射端的工作原理框图；图4b为根据本实用新型氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统中ZigBee接收端的工作原理框图；图5为根据本实用新型氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统中DS18B20的工作流程示意图；图6为根据本实用新型氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的结构示意图。[0026]结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下1-黑板温度计；2-红外接收端；3-红外发射端；4-ZigBee发射端；5-ZigBee接收端。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。根据本实用新型实施例，提供了一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统。 如图3-图6所示，本实施例包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、发射端与接收端，其中， 控制单元、辐照单元、黑板温度计、发射端与接收端依次连接，控制单元与接收端连接。具体地，黑板温度计检测黑板温度，检测到的数据由发射端发送，再由接受端接受 (安装与电路板上)并将接收到的信息传输至控制单元，由控制单元进行自动运算，以调节辐照单元的输出量，从而控制黑板温度；这样就可以此形成闭环控制，以达到检测黑板温度的功能。 在上述实施例中，发射端为ZigBee发射端，接收端为ZigBee接收端。这里，ZigBee 技术具有以下优点(1) >ZigBee技术在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6-M个月，甚至更长，与红外技术相比消耗更小这是Zigbee的突出优势；(2)、ZigBee 技术传输距离达到上百米完全满足设备的需要；(3)、ZigBee技术结构简单、使用方便、工作可靠、价格低廉、体积小巧；(4)、ZigBee技术支持多点检测。进一步地，在上述实施例中，上述ZigBee发射端包括型号为CCM30的温度集成芯片、直流电源、分压电阻R1、瞬态电压抑制二级管TVS、以及型号为DSI8B20的温度传感器， 其中型号为CCM30的温度集成芯片的P0. 4，与分压电阻Rl的第二连接端、瞬态电压抑制二级管TVS的阴极、以及型号为DSI8B20的温度传感器的第二连接端连接；分压电阻Rl的第一连接端接直流电源，并与型号为DSI8B20的温度传感器的第一连接端连接；瞬态电压抑制二级管TVS的阳极接地，型号为DSI8B20的温度传感器的第三连接端接地。这里，CC2430是一颗真正的系统芯片(简称SoC) CMOS解决方案，这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2. 4GHz ISM波段应用，及对低成本，低功耗的要求； 它结合一个高性能2. 4GHz直接序列扩频(简称DSSS)射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器。这里，型号为DSI8B20的温度传感器对所测数据的转换结果以16bit带符号位扩展的二进制补码的形式存放在寄存器中(详见表一)，当5为0时，表示温度为正；当S为 1时，表示温度为负。其它的位数是数据位，位数越多分辨率越高。型号为DSI8B20的温度传感器支持9位、10位、11位、12位的温度显示，其分辨率分别为0.5°C，0. 25°C、0. 125°C、 0. 0625°C，其默认为12位，温度分辨率为0. 06250C ο表一型号为DSI8B20的温度传感器的寄存器格式 根据表一可得温度的计算公式，以温度分辨率为0. 0625°C为例(其中MSB为温度的高位，LSB为温度的低位)。(1)温度为正时，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度，公式如下 T = [r(MSB&7) X256+LSB] X0. 0625°C ； (2)温度为负时，测到的数值需要取反加1再乘于 0. 0625 才可得到实际温度，公式如下=T = -[(256-MSB) X256-LSB] Χ0. 06250C0以上二式中，中括号内的数值均为二进制，在计算完成后应转化为十进制。根据以上温度转换公式，型号为DSI8B20的温度传感器通过其内部的数字转换电路将模拟量转换为数字量，通过显示模块直接以数字方式显示温度。为了实现温度采集，型号为DSI8B20的温度传感器严格遵循单总线协议，工作时主机先发出一个复位脉冲，使总线上的所有型号为DSI8B20的温度传感器位，接着发送ROM 操作指令，使序列号匹配的型号为DSI8B20的温度传感器被激活，准备接受RAM访问指令； RAM访问指令控制选中的型号为DSI8B20的温度传感器工作状态，完成整个温度转换、读取等工作。整个操作主要包括三个关键过程主机搜索型号为DSI8B20的温度传感器序列号、启动在线型号为DSI8B20的温度传感器作温度转换、读取温度值。由于51单片机硬件并不支持单总线协议，因此必须用软件的方法模拟单总线的协议时序来完成对型号为 DSI8B20的温度传感器的访问。型号为DSI8B20的温度传感器的工作流程示意图如图5所示。在图5中，型号为DSI8B20的温度传感器的工作流程包括以下步骤步骤101 初始化 DSI8B20 ；步骤102 发搜索ROM命令；步骤103 读在线DSI8B20序列号；步骤104 判断是否存在一个DSI8B20，若是，则转至步骤101 ；否则，执行步骤 105 ；步骤105 再次初始化DSI8B20 ；步骤106 发跳过ROM命令；步骤107 发温度转换命令；步骤108 等待温度转换；步骤109:置位1= 1;步骤110 再次初始化DSI8B20 ；步骤111 发匹配ROM命令；步骤112 发一个DSI8B20序列号；步骤113 发读存储器命令；
6[0056]步骤114 读匹配的DSI8B20温度；步骤115 判断在线所有DSI8B20是否访问完若是，则转至步骤106 ；否则，转至步骤108。上述实施例中氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统的结构示意图如图6所示，包括黑板温度计l、ZigBee发射端4与ZigBee接收端5，黑板温度计1通过数据连接线与ZigBee发射端4连接；ZigBee接收端5与ZigBee发射端4配合设置。上述ZigBee接收端5包括型号为CCM30的温度集成芯片、型号为TLC1453的隔离模块、第一限流电阻R2、第二限流电阻R3、第三限流电阻R4、第四限流电阻R5、第五限流电阻R6、第一滑动变阻器RS1、第二滑动变阻器RS2、运算放大器Al与三极管Tl，其中型号为CCM30的温度集成芯片的电源端接3. 3V电源，接地端接地，P0. 7端与型号为TLC1453的隔离模块的SSK端连接，P0. 6端与型号为TLC1453的隔离模块的DIN端连接，P0. 5端与型号为TLC1453的隔离模块的CS端连接；型号为TLC1453的隔离模块的电源端接3. 3V电源， 接地端接地，Vrff端依次与第一限流电阻R2、第一滑动变阻器RS 1及第三限流电阻R4连接，第三限流电阻R4远离第一滑动变阻器RSl的一端为输出端lout，第一滑动变阻器RSl 与第三限流电阻R4的公共端与运算放大器Al的同相输入端连接；Dout端经第二限流电阻 R3与第二滑动变阻器RS2，接运算放大器Al的同相输入端；运算放大器Al的反相输入端接地，电源端接3. 3V电源，接地端接地，输出端经第四限流电阻R5、与三极管Tl的基极连接； 三极管Tl的集电极接3. 3V电源，发射极接地、并经第五限流电阻R6接输出端lout。综上所述，本实用新型各实施例的氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，由于包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、发射端与接收端，其中，控制单元、辐照单元、黑板温度计、发射端与接收端依次连接，控制单元与接收端连接；发射端与接收端采用ZigBee 技术，有利于提高传输距离，使用方便，且支持多点检测；从而可以克服现有技术中结构复杂、成本高、灵活性差与检测范围小的缺陷，以实现结构简单、成本低、灵活性好与检测范围大的优点。最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，其特征在于，包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、发射端与接收端，其中，所述控制单元、辐照单元、黑板温度计、发射端与接收端依次连接，所述控制单元与接收端连接。
2.根据权利要求1所述的氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，其特征在于，所述发射端为ZigBee发射端，接收端为ZigBee接收端。
3.根据权利要求2所述的氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，其特征在于，所述ZigBee发射端包括型号为CCM30的温度集成芯片、直流电源、分压电阻R1、瞬态电压抑制二级管TVS、以及型号为DSI8B20的温度传感器，其中所述型号为CCM30的温度集成芯片的P0. 4，与分压电阻Rl的第二连接端、瞬态电压抑制二级管TVS的阴极、以及型号为DSI8B20的温度传感器的第二连接端连接；所述分压电阻Rl的第一连接端接直流电源，并与型号为DSI8B20的温度传感器的第一连接端连接；所述瞬态电压抑制二级管TVS的阳极接地，型号为DSI8B20的温度传感器的第三连接端接地。
4.根据权利要求2所述的氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，其特征在于，所述ZigBee接收端包括型号为CCM30的温度集成芯片、型号为TLC1453的隔离模块、第一限流电阻R2、第二限流电阻R3、第三限流电阻R4、第四限流电阻R5、第五限流电阻R6、第一滑动变阻器RS1、第二滑动变阻器RS2、运算放大器Al与三极管Tl，其中所述型号为CCM30的温度集成芯片的电源端接3. 3V电源，接地端接地，P0. 7端与型号为TLC1453的隔离模块的SSK端连接，P0. 6端与型号为TLC1453的隔离模块的DIN端连接，P0. 5端与型号为TLC1453的隔离模块的CS端连接；所述型号为TLC1453的隔离模块的电源端接3. 3V电源，接地端接地，Vrff端依次与第一限流电阻R2、第一滑动变阻器RS 1及第三限流电阻R4连接，第三限流电阻R4远离第一滑动变阻器RSl的一端为输出端lout，第一滑动变阻器RSl与第三限流电阻R4的公共端与运算放大器Al的同相输入端连接；Dout端经第二限流电阻R3与第二滑动变阻器RS2，接运算放大器Al的同相输入端；所述运算放大器Al的反相输入端接地，电源端接3. 3V电源，接地端接地，输出端经第四限流电阻R5、与三极管Tl的基极连接；所述三极管Tl的集电极接3. 3V电源，发射极接地、并经第五限流电阻R6接输出端 Iout0
专利摘要本实用新型公开了一种氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，包括辐照单元、控制单元、黑板温度计、发射端与接收端，其中，所述控制单元、辐照单元、黑板温度计、发射端与接收端依次连接，所述控制单元与接收端连接。本实用新型所述氙灯耐气候试验箱黑板温度无线传输系统，可以克服现有技术中结构复杂、成本高、灵活性差与检测范围小等缺陷，以实现结构简单、成本低、灵活性好与检测范围大的优点。
文档编号G01K7/00GK201936438SQ201020672948
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者单金华, 孙国伟 申请人:无锡市锦华试验设备有限公司